Загребин Л.В., И.А. Хлусов, С.С. Шестов, Г. А. Прибытков1, В.И. Итин1
(ООО “Центр информационно-клеточной медицины”, г. Москва; Москва 105005, Денисовский пер.23; e-mail: giamed-9001111@yandex.ru; 1 - Институт физики прочности и материаловедения ТНЦ СО РАМН, г. Томск)
В настоящее время клеточная и тканевая трансплантация рассматривается как перспективный метод лечения широкого спектра патологии. Совершенствуются методы компенсации диабета I и II типов посредством трансплантации островковой части поджелудочной железы. Тем не менее, существуют проблемы клеточной терапии (строгий отбор пациентов, иммунные реакции хозяина, расселение трансплантированных клеток в организме, быстрая их утилизация, краткосрочный эффект лечения), которые можно решить либо минимизировать с помощью применения носителей-инкубаторов (scaffold) для клеточного материала. Они позволяют ставить вопрос о возможности создания, выращивания и имплантации искусственных органов, пролонгации терапевтических эффектов трансплантированных клеток.
6-й мировой конгресс по биоматериалам, состоявшийся в США в 2000 г., обозначил различные направления поиска биосовместимых материалов для scaffold-технологий, включая полимеры, керамику, металлы и их композиты.
В связи с этим экспериментальное и клиническое тестирование пористых конструкций как перспективных носителей для формирования гибридных имплантатов и искусственных органов представляло несомненный интерес.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Осуществляли субъективную и объективную (система крови, иммунный статус, клинический эффект) оценку состояния 60 пациентов с сахарным диабетом (СД) I и II типов после имплантации гибридных имплантатов. Их создавали путем засеивания пористых имплантатов (никелид титана, титан) аутологичными клетками костного мозга и периферической крови с последующим коротким (в течение 24 ч) прекультивированием in vitro в среде RPMI-1640, содержащей 5-10% гомологичной сыворотки крови пациента.
Имплантацию проводили через троакар в прямую мышцу живота под местной анестезией. Основанием для проведения клинических работ служили: 1) приказ Министерства здравоохранения РФ (протокол Комитета по новой медицинской технике N 11 от 23.12.1999); 2) решение Ученого совета РГМУ (Москва, 2005) об ограниченной клинической апробации эффективности и безопасности клеточной терапии у больных с синдромом диабетической стопы; 3) патент РФ на изобретение № 2191607 от 27.10.2002 “Носитель клеточных культур искусственных внутренних органов”.
Статистическую обработку результатов осуществляли согласно t-критерию Стьюдента и Т-критерию Вилкоксона.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Трансплантация отдельных клеток выполняет, в основном, пластическую функцию строительного материала для клеток организма-реципиента. Введение клеток на пористом скеффолде позволяет трансплантату сформировать собственное микроокружение, защищаться от иммунных клеток хозяина (и таким образом опосредованно активировать их), обмениваться информацией, брать на себя утраченные либо сниженные функции хозяина - т.е. вести себя как полноценный, дополнительный орган для заместительной терапии.
Возможные механизмы заместительной терапии с помощью имплантации гибридных искусственных органов изучались у пациентов с сахарным диабетом (СД) I и II типов. Несмотря на многообразие иммунных нарушений при сахарном диабете, известно, что, как правило, он сопровождается у людей и животных угнетением процессов неспецифической резистентности организма, развитием вторичного иммунодефицитного состояния, связанного с нарушением реакций клеточного иммунитета. Это обусловливает повышенную склонность таких больных к инфекционным осложнениям, включая туберкулез, сепсис, гангрену, кожные инфекции и другие. При заболевании I типа добавляется также аутоиммунный компонент, связанный с активацией Т-хелперов и/или снижением количества Т-супрессоров.
Особенно не вдаваясь в подробности весьма разнообразных и сложных точечных нарушений иммунитета при диабете, следует подчеркнуть, что имплантация гибридных искусственных органов пациентам с I типом заболевания вызывала системный иммуномодулирующий эффект, проявляющийся оптимизацией и повышением индексов иммунограммы. Распределение частотограммы иммунных показателей сдвигалось в область высоких значений.
У больных СД II типа, поступавших в стационар с многочисленными осложнениями (гангрена нижних конечностей, ретинопатии, почечные нарушения и др.), имплантация искусственных органов оказывала еще более выраженное оптимизирующее действие на иммунный статус. Особенно следует подчеркнуть практически двукратное уменьшение числа больных с пониженным иммунитетом.
Применяемая терапия носила комплексный, длительный характер и включала, кроме имплантации, ультразвуковую деструкцию омертвевших тканей, использование эндогенного электрофореза ионов Zn и Cr, диетические мероприятия. Подобный подход позволял уменьшить выраженность осложнений СД, предотвратить ампутацию конечностей (рис.1), значительно снизить дозы либо даже постепенно отменить назначение инсулина.
Рис.1. Состояние стоп у пациентов с осложненным диабетом до (А) и после коррекции (Б).
Помимо иммуномодулирующего эффекта в основе предложенного метода коррекции лежит снижение свободнорадикальных и гипоксических процессов.
Механизмом защиты клеток и маркером перекисного окисления липидов (ПОЛ) являются сульфгидрильные (SH) группы эритроцитов, значительно сниженные у пациентов с СД. SH-группам и глутатиону, на который приходится 90% всех SH-групп, принадлежит решающая роль в газотранспортной функции эритроцитов, сохранении энергетики клетки, предохранении ферментов от инактивации, гемоглобина и других белков - от окислительного денатурирования и мембран - от воздействия перекисей. Другими словами, это интегральный показатель направленности окислительно-восстановительных, анаболических, катаболических и дезинтоксикационных реакций организма.
В наших экспериментах восстановление уровня SH-групп у пациентов, страдающих диабетом, после имплантации гибридных искусственных органов оказалось маркером уменьшения гипоксии тканей и интоксикации организма. С другой стороны, повышение (до уровня здоровых людей) числа сульфгидрильных групп в эритроцитах периферической крови, обусловленное ретикулоцитарной реакцией костного мозга на имплантацию, выступало в качестве одного из механизмов защиты тканей от ПОЛ.
Ретикулоциты (молодые эритроциты) имеют высокое содержание субстрата. При этом в условиях инсулинотерапии диабета нормализация клеточных функций наступает не ранее, чем через 3-4 недели от начала лечения вследствие смены дефектных пулов на полноценные клетки.
Интересно, что в случае имплантации гибридных искусственных органов эффект проявляется именно в эти сроки и протекает на фоне активной апоптотической гибели лейкоцитов (CD95+) в периферической крови.
Не следует рассматривать разрабатываемый нами метод как альтернативу современным способам лечения СД. Все они используются в комплексе, дополняя друг друга. Тем не менее, результаты говорят о существовании собственной ниши и перспективности гибридных искусственных органов на пористых носителях в комплексном лечении метаболических заболеваний. Подобные структуры, вследствие высокой биосовместимости, встраиваются в сложную иерархию межорганных взаимоотношений и активно участвуют в восстановлении гомеостаза организма-хозяина.
См. также:
Продолжительное гамма-облучение в низких дозах увеличивает число стромальных клеток-предшественников (КОЕ-Ф) в костном мозге мыши
Патогенетическое обоснование применения фетальных клеток человека
Перспектива использования аквакомплекса глицеросольвата титана и дерината с целью увеличения выживаемости и поддержания пролиферативного потенциала стволовых клеток радиочувствительных тканей после воздействия ионизирующего излучения
Исследование влияния различных модификаций коллаген-хитозановых матриц на эффективность заживления ожогов у крыс как этап создания подложек для культивирования и направленной дифференцировки стволовых клеток
Апробация сочетанного применения аутологичных мезенхимных стволовых клеток и остеотропного материала для лечения пародонтита
Оптимизация условий культивирования стромы костного мозга человека, обогащенной стволовыми клетками и опыт ее клинического применения при боковом амиотрофическом склерозе
Терапия ишемического инсульта головного мозга у крыс с помощью мезенхимных стволовых клеток
Влияние сроков трансплантации МСК на эффективность терапии экспериментального инсульта головного мозга
Аутологичные фибробласты в косметологии
Влияние искусственных поверхностей на остеогенную дифференцировку пула мезенхимальных стромальных клеток костного мозга in situ
...
Обсудить на форуме
